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CN1109329C - 磁记录方法和磁记录设备 - Google Patents

磁记录方法和磁记录设备 Download PDF

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CN1109329C
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中根了昌
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Abstract

提供了一种磁记录方法和设备，它利用自旋涡旋作为记录单元并能够进行高密度记录。自旋涡旋(2)被记录在记录介质(1)上从而使自旋涡旋(2)排列形成记录道(3)。记录介质(1)由磁超薄膜形成，且正和负记录自旋涡旋(2)被排列在其上。

Description

磁记录方法和磁记录设备
技术领域：
本发明涉及一种高密度磁记录方法和实施该方法的磁记录设备。
背景技术：
传统上，已知的有通过磁头在磁记录介质上记录信号并通过该磁头从该磁记录介质再现该信号的设备。这种设备的一个例子，是磁盘设备。另外，已知的还有磁-光记录设备。在这种磁-光记录设备中，在激光束被照射到记录介质上的同时，一种信号通过磁头被记录在记录介质上，且记录信号通过激光束的Kerr旋转而得到再现。这种磁-光记录设备的一个例子，是一种光盘驱动器-其中激光被照射到记录介质上以改变其状态从而记录信号，且状态改变得到检测以再现该信号。这些类型的记录方法和设备实现了1GB/cm2的记录密度，并预期在将来实现10GB/cm2的记录密度。
然而，当大量的数据需要得到处理时，上述1至10GB/cm2的记录密度是不够的。因此，传统的方法和设备不令人满意。
另外，对于钴细颗粒，已经观测到了自旋涡旋(spin vortices)的存在(A.Tonomura等，Physics Rev.Lett.，Vol.44 No.21(1980)，p.1430)。
进一步地，对坡莫合金细颗粒的薄膜磁化过程的研究，揭示了一种现象-其中自旋涡旋是在磁畴的形成过程中产生的(D.R.Fredkin等人，IEEE Trans.MAG，Vol.26 No.5(1990)，p.1518；K.Ruage等人，J.Appl.Phys.，Vol.79 No.8(1996)，p.5075)。
另外，在诸如钡-铁氧体的具有大的单轴磁各向异性的圆形样品的磁化过程的计算机模拟中，对自旋涡旋结构的前提已经进行了计算(Y.Ishii等人，J.Appl.Phys.，Vol.81 No.4(1997)p.1847)。
虽然对于磁结构已经进行了观测和研究，还没有提出利用自旋涡旋进行磁记录的想法。
发明内容：
为了利用自旋涡旋进行磁记录，本发明人在理论上阐明了在磁薄膜中形成自旋涡旋的机制和条件，并发现了自旋涡旋的形成与薄膜磁性之间的关系。进一步地，根据这种发现，发现了用于在其中各个自旋涡旋被用作记录单元的情况下写入、读取或盖写信号的条件，并发现自旋涡旋虽然是具有约10nm的非常小的尺寸的记录单元，它是磁和热稳定的因而可被实际用于磁记录。
本发明提出了一种新颖的磁记录方法和设备，其中各个自旋涡旋被用作记录单元，并提出了磁头的性质和用作磁记录介质的磁薄膜的性质一这些性质是自旋涡旋记录所特有的。
考虑到上述情况，本发明的一个目的，是提供一种磁记录介质和设备，该方法和设备利用了自旋涡旋作为记录单元且它能够实现高密度记录。
为了实现该目的，本发明提供了以下的方法和设备。
(1)一种磁记录方法，其中信号磁场被加到磁薄膜的精细区上，以形成由围绕处于中心的垂直磁化的环形磁力线构成的自旋涡旋，从而在磁薄膜被加热的同时记录一个信号，且自旋涡旋的磁化得到探测，以再现记录的信号。
(2)上述(1)中描述的磁记录方法，其中与记录信号相应的自旋涡旋的磁化方向被倒转，以盖写记录信号。
(3)上述(2)中描述的磁记录方法，其中信号的记录、盖写和再现中的任何一种操作或它们的组合，是利用一种柱形磁针进行的。
(4)上述(1)中描述的磁记录方法，其中记录信号通过磁薄膜的去磁化而得到擦除。
(5)一种磁记录设备，包括：
一种磁超薄膜，其厚度大体等于或小于磁畴壁的厚度，在其上在把信号磁场加到其一个精细区上时，形成了由围绕处于中心的垂直磁化的环形磁力线构成的自旋涡旋；
加热装置，用于局部加热磁超薄膜；
信号记录装置，用于在薄膜被所述加热装置局部加热的同时，在该磁超薄膜上记录信号；以及
信号再现装置，用于探测自旋涡旋的磁化，以再现记录信号。
(6)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜是由具有低平面内磁各向异性的磁超薄膜形成的。
(7)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜具有与磁超薄膜的表面垂直的一个易磁化轴。
(8)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜是由圆形薄膜的阵列形成的。
(9)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜是形成在软磁细导线构成的网格上的。
(10)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜是形成在盘阵列上的超薄膜，每一个盘都是由具有高磁通量密度的材料制成的并具有小于自旋涡旋的直径。
(11)上述(5)中的磁记录设备，其中磁超薄膜是形成在盘阵列上的超薄膜，每一个盘都是由磁铁或抗铁磁材料制成的并具有小于自旋涡旋的直径，因而该磁超薄膜具有在与各个盘相应的位置处的局部垂直磁各向异性。
(12)上述(5)中的磁记录设备，进一步包括通过使与记录信号相应的自旋涡旋的磁化方向倒转而盖写记录的信号的装置。
(13)上述(5)中的磁记录设备，进一步包括用于通过磁超薄膜的去磁化而擦除记录的信号的装置。
(14)上述(5)中的磁记录设备，进一步包括柱形的磁针，它被用于信号的记录、盖写和再现中的任何一种操作或它们的组合。
根据本发明的磁记录方法和设备使得能够进行1TB/cm2的高密度记录，因而能够提供具有万亿位量级的大容量的紧凑的存储装置。
虽然根据本发明的磁记录方法和设备是基于磁记录的，把自旋涡旋用于磁记录使得能够构成基于新的理论上的记录单元，从而能够实现1000倍于传统方法所能够实现的记录密度。
附图说明
图1(a)和1(b)显示了记录在根据本发明的记录介质(磁超薄膜)上的正和负自旋涡旋的磁结构。
图2(a)和2(b)显示了根据本发明的、其中自旋涡旋被用作记录单元的磁记录的概念。
图3(a)-3(d)是示意图，它们均显示了用于根据本发明的自旋涡旋记录的记录介质的示例性结构；且
图4(a)-4(c)是示意图，显示了根据本发明的采用自旋涡旋的磁记录的示例性操作。
具体实施方式：
γ以下详细描述本发明的实施例。
在本发明中，形成在磁薄膜的精细区中的磁结构被用作记录单元。该精细磁结构包括形成在其中心的、与薄膜的表面相垂直的垂直磁化，以及围绕位于中心处的磁力线的环形磁力线。虽然磁结构的大小取决于磁薄膜的材料，该磁结构具有约10nm的半径。
用作本发明中的记录单元的精细磁结构，由于其形状，将被称为“自旋涡旋”。
以下描述本发明的概念。
假定磁薄膜的饱和磁化的幅度是MS；且磁薄膜在膜平面内是磁各向同性的，具有与膜平面垂直的单轴各向异性，且各向异性常数是K。当纵向方向对应于一个易磁化轴时，K取负值。
当磁薄膜的厚度接近一个临界厚度tS＝(A/2πMS 2)1/2时，其中A是磁薄膜的交换作用的硬度常数，自旋由于强的交换作用而沿着膜的厚度方向排列。另外，即使当膜厚度等于或小于磁畴壁的厚度tw＝(A/|K|)1/2时，自旋的方向沿着厚度方向没有大的改变。
根据本发明的自旋涡旋的特征，在于其磁结构沿着磁薄膜的厚度方向基本上不发生改变且磁薄膜的厚度不大于tw。这种非常薄的膜将被称为“超薄膜”。在磁超薄膜中，自旋涡旋具有半径D≈2.5[A/(K+2πMS 2)]1/2。由于K是负的，半径D随着单轴各向异性程度的减小、饱和磁化MS的增大、以及值A即磁材料的居里温度的减小而减小(当磁薄膜具有其中K为正的平缓平面时，半径D随着各向异性常数的增大而减小)。表1显示了典型的磁材料-即Fe、钴和Ni-的超薄膜的D值。在Fe的情况下，(100)面变成了膜表面。在钴的情况下，(001)面变成了膜表面。在Ni的情况下，(111)面变成了膜表面。
表1
磁膜  Fe(100)面  钴(001)面   Ni(111)面
半径：D(nm)磁化：0.32MS(G)逆转磁场：HS(T)磁畴壁厚度：tw(nm)     8.05502.1020.6     104551.145.3     171550.3712.6
在Fe(它是通常采用的磁材料)的情况下，半径D变为8nm。自旋涡旋取稳定状态，其中在中心的垂直磁化指向沿着与薄膜的法线的负方向，或者是处于这样的稳定状态-即其中在中心的垂直磁化是指向沿着薄膜的法线的正方向。当不比逆转磁场HS弱的一个磁场被沿着相反的方向被加上时，在中心处的垂直磁化的方向被反向，因而自旋涡旋在两种状态之间切换。反向的磁场HS由HS≈(2K/MS)+4πMS表示，且在Fe的情况下为2.10T。表1显示了对于用上述磁材料形成的薄膜的HS的值。
由于自旋涡旋的半径D由D≈2.5(2A/(MSHS))1/2表示，反向磁场随着自旋涡旋的半径的减小而增大。进一步地，当不小于HS的磁场被加到一个去磁的超薄膜上时，所形成的自旋涡旋的取向沿着所加的磁场的方向。然而，在这两种情况下，HS的散布被置于约2D。各个自旋涡旋都具有约0.32MS的磁化。在此情况下，每个自旋涡旋的饱和磁化mS的幅度由mS＝(0.32MS)(πD2t)表示，其中t是超薄膜的厚度，且在Fe的情况下为2.3×10-15emu。当利用磁检测器检测到这种磁化时，自旋涡旋及其取向的有/无能够得到探测。当磁场HS根据所要记录的信号而被导通或关断时，在磁超薄膜上形成了正或负的自旋涡旋，从而能够借助作为磁记录单元的各个自旋涡旋来记录电信号。
采用自旋涡旋而进行的记录是二进制记录，且可以对各个记录单元进行盖写。因此，能够对各个记录单元进行超越(在一定的存储位置写入信息并同时破坏以前存储在该位置的信息的操作)。记录的信号可通过探测记录的自旋涡旋的磁化而得到探测。
如上所述，本发明人发现了利用磁超薄膜的自旋涡旋的条件-这些自旋涡旋每一个都被用作具有约10nm的大小的磁记录单元。表1显示了对于用典型磁材料形成的各种超薄膜被用作磁记录单元的单个自旋涡旋的特性。
由于自旋涡旋基本上具有稳定的磁结构，当采用高密度记录时，与传统的磁记录技术相比，根据本发明利用自旋涡旋进行的磁记录被认为是稳定的，虽然采用了约10nm的非常小的记录单元。这是本发明的一个重要的特征，因为在传统磁记录技术的情况下，当记录单元减小到约100nm的大小时，各个记录单元的磁化由于磁场的泄漏或热扰动而减小或消失，从而引起了稳定性的降低。
虽然自旋涡旋的稳定性要求记录或盖写时有强磁场，当将要进行记录或盖写的磁薄膜被局部加热时，所需的磁场强度可得到降低。即，由于薄膜的磁场强度由于加热而降低，从而引起了逆转磁场的降低，因而有可能借助弱磁场来进行记录或盖写。
记录信号可通过热去磁而被擦除。激光束可被用于局部加热。
本发明中采用的用于薄膜的稳定磁材料是软磁材料，而传统的磁记录介质是用硬磁材料制成的。较好地，在薄膜的平面内没有磁各向异性。没有磁各向异性的材料的一个例子是Ni-Fe合金。已知的没有晶体磁各向异性且其磁致伸缩常数为零的一种材料是坡莫合金。
其磁致伸缩常数为零的非晶磁材料、FeAlSi合金、以及MnZn铁磁材料(氧化材料)也可得到采用。使用这些材料使得能够形成无平面内磁各向异性的磁薄膜。由于在这些薄膜中K＝0，在理论上HS大约为4πMS。
由于在具有20nm或更小的厚度的超薄膜的形成中采用了根据本发明的磁薄膜，该薄膜可以用平常的软磁材料制成。当在适当的基底层上形成厚度为10nm的Fe、Ni或Co超薄膜从而形成表1所示的薄膜时，所形成的薄膜呈现出沿着与膜垂直的方向上的磁各向异性，但在膜平面内是各向同性的。由于K＜0，HS的值小于4MS(表1)。根据使用目的，磁薄膜的支撑部分由诸如玻璃、塑料或诸如Al或Si的晶体材料制成。
所希望的是根据本发明的磁薄膜是以这样的方式形成的-即使得能够在磁薄膜被用作在其上借助自旋涡旋进行记录的磁记录介质时能够方便地在膜上的预定位置形成自旋涡旋。
在一种方法中，磁记录介质是由薄膜盘的阵列形成的，每一个盘的直径等于或小于自旋涡旋的直径，且自旋涡旋根据信号而被形成在一个薄膜盘中，从而记录该信号。各个盘中形成的自旋涡旋具有取决于盘的直径的固有磁化。因此，当盘的直径按照需要而被改变时，正和负的自旋涡旋的磁化被改变，因而可以实现多值信号的磁记录。因此，根据本发明的磁薄膜被用作用于信息处理的先进的记录介质。
在另一方法中，由具有高磁通量密度的磁材料形成的盘、磁铁、或一种抗铁磁材料形成且其直径等于或小于自旋涡旋的直径的盘被加到薄膜上形成自旋涡旋的预定位置。由于在盘与薄膜相连的位置处薄膜的MS值和K值局部增大，薄膜的HS值减小，因而在该位置形成了稳定的自旋涡旋。
在又一种方法中，设置了由软磁材料形成并具有比自旋涡旋的直径窄的宽度的两组直条，从而使这两组条彼此垂直交叉而形成网格；且在其上形成磁薄膜。在此情况下，HS的值在各个直的部分中小且在两个条的交点处由于软磁条的厚度的增大而变得更小。
因此，在两个条的交点处可形成最稳定的自旋涡旋。由于在磁薄膜上可形成能够形成稳定自旋涡旋的位置或自旋涡旋沿着其移动的通道，不仅能够制成用于进行磁记录的设备或存储装置，而且还能够形成具有多种信号处理功能的设备。根据本发明的自旋涡旋在施加了具有梯度的磁场时发生移动。因此，能够构成采用自旋涡旋的逻辑运算元件。
在用于写入和盖写自旋涡旋的所谓写入头中，较好地是采用柱形磁针，因为柱形磁针产生相对于柱形磁针的尖端对称的磁场。所希望的最大磁场强度是HS。针用具有高磁通量密度的软磁材料制成，从而使尖端的直径大体等于自旋涡旋的直径。随后，在针被用作芯的情况下形成了电磁铁，从而形成了根据电信号产生所希望的磁场的磁头。该磁头使得能够借助自旋涡旋进行信号写入和盖写。
在其中通过激光束等的照射而使记录介质被局部加热的热磁记录的情况下，即使当头所产生的磁场比HS弱时，也能够进行写入和盖写。进一步地，用磁材料制成的磁针可以被用作写入头。在此情况下，磁薄膜与写入头之间的距离根据信号而改变。特别地，当磁部件之间的交换力得到利用时，写入和盖写可利用具有高的有效强度的磁场而进行。
在本发明中，一种高灵敏的磁检测器被用于探测记录自旋涡旋的磁化，且可以采用探头扫描显微镜采用的技术或为探测隧道电流、磁力、或交换力而设计的显微镜所采用的技术。基于磁-电阻效应或磁-光效应的探测可被用于信号读出。特别地，能够探测单个的自旋的扫描自旋显微镜可被有利地用于探测精细磁化。
以下描述本发明的实施例。
图1(a)和1(b)显示了记录在根据本发明的记录介质(磁超薄膜)上的正和负自旋涡旋的磁结构，其中图1(a)显示了在介质的平面内的正和负自旋涡旋的磁分布，且图1(b)显示了沿着与介质的平面垂直的方向的自旋涡旋的磁分布(适于正自旋的情况)。
当相对于介质表面的法线的磁化倾角用θ表示且距自旋涡旋的中心的距离用ρ表示时，记录在记录介质上的自旋涡旋的磁化分布由以下公式表示：
d2θ/dx2+dθ/xdx+[1-(1/x2)]sinθcosθ＝0
其中x＝ρ/((2A/MSHS)1/2)。
自旋涡旋的半径D被定义为中心与Mz变为0.9MS的径向位置之间的距离。
图2(a)和2(b)显示电流根据本发明的磁记录的概念，其中自旋涡旋被用作记录单元，其中图2(a)显示了记录在记录介质上的自旋涡旋阵列，且图2(b)显示了在沿着图2(a)中的虚线A-A表示的记录道取的剖视图中的磁化状态。
在图2(a)和2(b)中，标号1表示了用作记录介质的磁超薄膜，标号2表示了正和负记录自旋涡旋，且标号3表示了记录道。在各个记录自旋涡旋的中心处的垂直磁化的方向用箭头表示。标号2D表示了自旋涡旋的直径，且标号t表示了记录介质的厚度。
如上所述，自旋涡旋以阵列的方式被记录在记录介质1上，从而形成了记录道3。记录介质1用磁超薄膜制成，且正和负的记录自旋涡旋2被排列在其上。
图3(a)-3(d)分别是显示根据本发明的自旋涡旋记录采用的记录介质的示例性结构，且在各个图中一个箭头表示了记录表面。
图3(a)显示了形成在一个支撑部分上的超薄膜记录介质。该超薄膜记录介质是用具有基本上无平面内磁各向异性的软磁材料形成的。标号10表示了该支撑部分，且标号11表示了用基本上无平面内磁各向异性的软磁材料制成的超薄膜记录介质。
图3(b)显示了设置在支撑部分上的软磁超薄膜的盘阵列形成的记录介质。标号10表示了该支撑部分，且标号13表示了软磁超薄膜盘。
图3(c)显示了形成在一个网格上的记录介质(支撑部分被省略了)-该网格是由两组软磁超薄膜细线形成的。标号21表示了记录介质，且标号22和23表示了形成网格的软磁细线。
图3(d)显示了一种软磁超薄膜记录介质，其上加有磁盘的阵列，而每一个盘的直径都小于所要记录的自旋涡旋的直径。记录介质21的磁盘24每一个都是由具有高磁通量密度的软磁材料、沿着与盘表面垂直的方向磁化的磁铁、或具有与盘表面垂直的易磁化轴的抗铁磁材料制成的。
图4(a)-4(c)是示意图，显示了采用根据本发明的自旋涡旋的磁记录的示例性操作。
如图4(a)所示，一种电磁头(具有高磁通量密度的软磁柱形芯)34被用于写入或盖写信号。即，通过把信号电流加到电磁头34上，在电磁头34的端部处的泄漏磁场得到改变，从而在记录介质31上形成了自旋涡旋33，或使自旋涡旋的磁化方向逆转。因此，该信号得到写入或盖写。记录介质31与电磁头34之间的距离h被保持恒定。电磁头34的位置可相对于记录介质31而以所需的精度得到改变，从而使电磁头34进行扫描。标号32表示了电磁头34的中心线，且标号35表示了电流i通过其流动的线圈。
图4(b)显示了热磁记录的一个例子。柱形磁针36与记录介质31之间的距离h根据信号而改变。当记录介质31通过与距离h的减小(接近)同时的加热激光脉冲37的照射而被局部加热时，形成了一个自旋涡旋33。另外，当激光在其中距离h已经被增大的状态下进行照射时，自旋涡旋33通过热去磁而被擦除。柱形磁针36可在记录介质上进行扫描。
图4(c)是自旋涡旋探测(记录信号的再现)的一个例子。
探测是根据隧道电流方法进行的。即，一个导电柱形针被用作探测头38。在使探测头38在记录介质31上行进的同时，用电流测量装置39测量探测头38与记录介质31之间的电阻。因此，以磁-电阻效应所产生的隧道电流的改变的形式，探测自旋涡旋33的磁化方向和幅度。探测头38与记录介质31之间的距离h被保持不变。
例1：
用MgO单晶作支撑部分，且在超高真空中在该支撑部分的一个预定晶面上生长出1nm厚的埋层。随后，把Fe、Co、或Ni汽相淀积至10nm的厚度。因此，制成了表1所示的磁薄膜。这些薄膜每一个都是细晶体颗粒的聚集，这些颗粒具有纤维结构-其中特定的晶轴与薄膜的表面垂直。由于薄膜是多晶的，其平面内磁各向异性小。用Fe单晶制成磁针，从而使该Fe单晶的[100]轴变为中心轴。随后，尖端受到电抛光、离子研磨、以及在强电场中的蒸发，以形成沿着(100)面的尖端表面。用该磁针作为芯，形成了一个电磁铁，它被用作写入头。使该写入头从法线方向接近磁薄膜，且尖端的磁化方向根据信号电流而改变，从而把信号写入到磁薄膜上。
在电子显微镜下进行的测量表明，记录的自旋涡旋的大小在Fe的情况下约为15nm，在Co的情况下约20nm，且在Ni的情况下约35nm。在扫描自旋显微镜下进行的测量表明记录的自旋涡旋的磁化在Fe的情况下为550G，在Co的情况下是450G，且在Ni的情况下是150G。大小和磁化显示出与表1所示的理论值的接近。
例2
在玻璃基底上汽相淀积80％的Ni与20％(原子百分比)Fe的合金，从而形成厚度为10nm的多晶膜盘。平面内磁各向异性小。在一个样品中形成了直径40nm的盘，且在另一样品中形成直径20nm的盘。用Ni形成一个磁针，且以该磁针为芯形成电磁铁。该电磁铁被用作写入头。使该写入头从法线方向接近用作记录介质的各种盘，且激光脉冲与信号电流的施加同时地进行照射。在记录介质盘中沿着与头的磁化方向相同的方向形成了一个自旋涡旋，且信号得到记录。记录的自旋涡旋的磁化对于直径40nm的盘为200G，且对于直径20nm的盘是50G。在本例中，记录操作在信号电流的幅度改变的同时得到重复。结果，证实了即使当头的尖端部分的最大磁场小于逆转磁场时也能够写入信号。
例3：
组份与例2中使用的相同的合金膜被汽相淀积至10nm的厚度，在其上形成用相同的合金形成的盘阵列(盘直径：20nm，厚度：10nm)，且所产生的膜被用作记录介质。用PtCo磁铁制成的针被用作磁头。使该磁头沿着法线方向接近记录介质上的盘，且同时把激光脉冲照射到记录介质上。在头所接近的盘中形成了一个自旋涡旋。
当激光未照射时，没有自旋涡旋形成。当激光根据信号被导通和关断时，该信号能够以自旋涡旋的形式得到记录。进一步地，当不使头接近记录介质且只把激光照射到记录介质上时，自旋涡旋消失和信号被擦除。
即，通过自旋涡旋的形成和擦除而记录和盖写信息。
本例证实了以下情况。当用Co膜形成盘阵列(直径20nm，厚度10nm)时，Co膜盘的[001]轴(易磁化轴)变得与薄膜表面垂直，且在Co盘相连的位置局部地发生了纵向各向异性，因而薄膜的逆转磁场在该位置变得较弱，所以在此处以与上述写入操作相同的方式记录的自旋涡旋得到了局部的稳定。
进一步地，即使当盘是通过取代Co的NiO的溅射淀积而形成时，也证实了相同的效果。
例4：
以与例3相同的方式制成记录介质，只是用两组直条代替了盘阵列；即设置了各具有20nm的宽度和10nm的厚度的纵向条和水平条，以形成网格。当以与例3相同的方式在记录介质上进行写入操作时，在与头最接近的网格的交点处形成了一个自旋涡旋，因而信号得到写入。记录的信号能够被擦除。
本发明不限于以上描述的实施例。在本发明的精神的教导下可实现本发明的众多的修正和变形，且这些修正和变形都属于本发明的范围。
如上所述，本发明使得自旋涡旋能够被用作记录单元。因此，本发明作为能够进行高密度存储的记录方法和磁记录设备是有用的。

Claims (14)

1.一种磁记录方法，其中信号磁场被加到磁薄膜的一个精细区以形成自旋涡旋，该自旋涡旋由围绕位于中心的垂直磁化的环形磁力线构成，从而在磁薄膜被加热的同时记录信号，且自旋涡旋的磁化得到探测以再现记录的信号。
2.根据权利要求1的磁记录方法，其中自旋涡旋与记录信号相应的磁化方向得到逆转以盖写记录的信号。
3.根据权利要求2的磁记录方法，其中信号的记录、盖写、和再现中的任何一种操作或它们的组合都是利用柱形磁针进行的。
4.根据权利要求1的磁记录方法，其中记录的信号通过磁薄膜的热去磁化而被擦除。
5.一种磁记录设备，包括：
(a)磁超薄膜，其厚度等于或小于磁畴壁的厚度，在其上在把信号磁场加到其一个精细区上时，形成了由围绕位于中心的垂直磁化的环形磁力线构成的一个自旋涡旋；
(b)加热装置，用于局部加热磁超薄膜；
(c)信号记录装置，用于在薄膜被所述加热装置局部加热的同时，在磁超薄膜上记录一个信号；以及
(d)信号再现装置，用于探测自旋涡旋的磁化以再现记录的信号。
6.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜是用具有低平面内磁各向异性的磁超薄膜形成的。
7.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜具有与磁超薄膜的表面垂直的易磁化轴。
8.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜是由圆形薄膜的阵列形成的。
9.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜是由软磁细线的网格形成的。
10.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜是形成在盘阵列上的超薄膜，其中每一个盘都是用具有高磁通量密度且直径小于自旋涡旋的直径的材料制成的。
11.根据权利要求5的磁记录设备，其中磁超薄膜是形成在一种盘阵列上的超薄膜，其中每一个盘都是用磁铁或抗铁磁材料制成的且其直径小于自旋涡旋的直径，因而磁超薄膜在与各个盘相应的位置处具有局部的纵向磁各向异性。
12.根据权利要求5的磁记录设备，进一步包括用于通过使与记录信号相应的自旋涡旋的磁化方向逆转而盖写记录的信号的装置。
13.根据权利要求5的磁记录设备，进一步包括用于通过磁超薄膜的热去磁化而擦除记录信号的装置。
14.根据权利要求5的磁记录设备，进一步包括柱形磁针，该柱形磁针被用于信号的记录、盖写、以及再现中的任何一种操作或它们的组合。
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